KR100998248B1 - Deodorizing Device for Food Garbage Disposal Apparatus Having Hybrid Type Heater - Google Patents
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Abstract
본 발명은 직접가열방식과 간접가열방식을 혼합한 하이브리드형 히터를 구비한 음식물 처리장치용 탈취장치에 관한 것이다.The present invention relates to a deodorizing apparatus for a food processing apparatus having a hybrid heater in which a direct heating method and an indirect heating method are mixed.
본 발명은 악취를 포함하는 배기가스가 도입되는 도입관과 악취가 제거된 배기가스를 배출하는 배기관이 각각 양측단 근처의 입구 및 출구에 연결되고, 양측단부에 양측단부를 실링하기 위한 하부캡 및 상부캡을 구비하며 내부에 악취를 포함하는 배기가스가 통과하는 탈취실을 가지는 하우징과, 상기 탈취실의 입구측에 배치되며 탈취실로 도입된 배기가스를 가열하기 위해 미리 설정된 직경을 갖는 스파이럴 형상부와 상기 스파이럴 형상부의 중앙으로부터 축방향을 따라 선형상으로 연장된 직선부가 일체로 형성되며, 일측단부가 하우징의 하부캡 외측으로 연장되고 타측단부가 하우징의 상부캡 외측으로 연장되는 히터와, 상기 히터의 후단에 간격을 두고 배치되며 중앙부에 상기 히터의 직선부가 삽입 고정되어 히터의 열전달이 이루어지고 그의 외주에 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성된 구조를 갖고 각 셀을 통과하는 배기가스의 악취를 제거하기 위한 촉매 담체를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is connected to the inlet and outlet near the both ends of the introduction pipe is introduced to the exhaust gas containing the odor and exhaust gas from which the odor is removed, respectively, the lower cap for sealing both ends at both ends and A spiral shape having an upper cap and having a deodorization chamber through which exhaust gas containing odor passes therein, and a predetermined diameter disposed at an inlet side of the deodorization chamber for heating exhaust gas introduced into the deodorization chamber. And a heater in which a linear portion extending linearly along the axial direction from the center of the spiral shape is integrally formed, one end of which extends outside the lower cap of the housing, and the other end of which extends outside the upper cap of the housing. Spaced at the rear end of the heater and the linear part of the heater is inserted into and fixed to the center of the heat transfer. A plurality of hollow cells coated with a catalyst on a surface of the outer periphery have a structure formed in a longitudinal direction and include a catalyst carrier for removing odor of exhaust gas passing through each cell.
Description
본 발명은 음식물 처리장치용 탈취장치에 관한 것으로, 특히 유기물의 분해 처리시에 발생하는 악취를 포함한 배기가스를 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀을 통과시켜 제거할 때 셀의 모든 부분을 균일하게 촉매활성온도로 가열시킴에 의해 촉매와의 효과적인 반응을 통해 탈취 반응 효율을 높일 수 있는 하이브리드형 히터를 구비한 음식물 처리장치용 탈취장치에 관한 것이다.The present invention relates to a deodorizing device for a food treatment apparatus, and particularly, when all the parts of the cell are uniformly removed when the exhaust gas including the odor generated during decomposition of organic matter is passed through a plurality of hollow cells coated with a catalyst. The present invention relates to a deodorizing apparatus for a food processing apparatus having a hybrid heater capable of increasing a deodorizing reaction efficiency through an effective reaction with a catalyst by heating to a catalytic activity temperature.
음식물 쓰레기는 수분함량이 높고 쉽게 부패되어 매립 및 소각처리에 어려움이 있기 때문에 이를 수집하여 감량화 또는 자원화를 시도하고 있다. Since food waste has a high water content and is easily decayed, it is difficult to landfill and incinerate, and thus, it is trying to reduce or reduce resources.
그러나, 최근 들어 아파트 거주자 또는 노약자의 편의를 위하여 각 가정의 주방에 배치되는 가정용 음식물 처리장치가 개발되어 사용되고 있다. 이러한 가정용 음식물 처리장치는 음식물 쓰레기(잔반)를 탈수, 파쇄, 고온 건조, 발효분해 등의 절차를 거치면서 부피를 최소한으로 축소하여 배출하고 있다.However, in recent years, for the convenience of apartment residents or the elderly, household food processing apparatuses that are disposed in the kitchen of each home have been developed and used. The household food waste treatment apparatus discharges food waste (residue) by reducing the volume to a minimum while undergoing procedures such as dehydration, crushing, high temperature drying, and fermentation.
가정용 음식물 처리장치는 음식물 쓰레기의 대부분을 차지하는 유기물의 분해 처리시에 발생하는 악취를 포함한 배기가스가 발생하므로 이로부터 악취를 탈취 하기 위한 탈취장치를 배기부에 필수적으로 구비하고 있다.Since the household food treating apparatus generates exhaust gas including the odor generated during the decomposition treatment of organic matter that takes up most of the food waste, the deodorizing device for deodorizing the odor is essentially provided in the exhaust unit.
종래의 탈취장치는 미생물을 이용한 미생물탈취방법, 활성탄을 이용한 활성탄 흡착방법 및 산화 촉매를 사용한 산화촉매 연소방법 등이 이용되고 있다.Conventional deodorizers are microbial deodorization method using microorganisms, activated carbon adsorption method using activated carbon, oxidation catalyst combustion method using an oxidation catalyst and the like.
상기 미생물탈취방법은 처리시간이 길고 미생물 이용에 따른 적정조건 유지가 필요하며 주기적인 교체가 요구되며, 활성탄 흡착방법은 2~3개월 주기의 주기적인 활성탄 교체가 요구되고 적정처리속도가 유지되어야 하므로 배출량이 적은 소형장치에 적합하다.The microbial deodorization method requires a long treatment time and maintains the proper conditions according to the use of microorganisms and requires periodic replacement, and the activated carbon adsorption method requires periodic activated carbon replacement every two to three months and the proper treatment speed should be maintained. Suitable for small devices with low emissions.
종래의 산화촉매를 이용한 탈취장치는 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀 구조를 갖는 허니콤 담체를 통과시켜 제거하며, 촉매가 악취가스와 효과적인 반응이 이루어지도록 히터를 탈취장치에 내장하여 담체를 촉매활성온도로 가열시키는 것으로, 반영구적이고 처리속도와 처리용량이 많은 곳에 적합하다.The deodorization apparatus using a conventional oxidation catalyst removes the honeycomb carrier having a plurality of hollow cell structures coated with a catalyst and removes the catalyst by embedding a heater in the deodorizer so that the catalyst reacts effectively with the odor gas. It is heated to the active temperature and is semipermanent and suitable for the place where processing speed and processing capacity are high.
상기 산화촉매를 이용한 탈취장치는 촉매 담체를 가열하기 위한 히터는 히터가 담체와 일체로 형성된 직접가열방식과 히터가 담체와 일정거리 분리되어 있는 간접가열방식으로 나뉘어 질 수 있다.In the deodorizing apparatus using the oxidation catalyst, the heater for heating the catalyst carrier may be divided into a direct heating method in which the heater is integrally formed with the carrier and an indirect heating method in which the heater is separated from the carrier by a certain distance.
종래의 간접가열방식의 탈취장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이 입구(12)와 출구(16)를 양측단에 구비하고 내부에 배기가스가 통과하는 유로(11)를 가지는 원통형 하우징(10)의 입구측에 히터(16)를 배치하고, 히터(16)의 후단에 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀 구조를 갖는 허니콤 담체(18)가 배치된 구조를 가지고 있다.The conventional
이러한 종래의 탈취장치(1)는 히터(16)에 의해 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀 구조를 갖는 허니콤 담체(18)를 촉매활성온도, 예를 들어 200~350℃로 가열한 상태에서 악취를 포함한 배기가스가 촉매가 코팅된 허니콤 담체의 다수의 중공형 셀을 통과하면서 촉매와 연소 반응하여 탈취가 이루어진 배기가스를 출구(14)로 배출한다.The
상기한 구조의 종래의 탈취장치는 히터의 구조를 “U"자형으로 형성한 것이 한국 공개특허공보 제2001-39702호에 개시되어 있고, 상류에서 하류를 향하여 연속적으로 수렴하는 원추형 코일 형상을 이루고 있는 구조가 한국 특허 제499725호에 개시되어 있으며, 코일형 히터를 구비한 구조가 한국 특허 제775907호에 개시되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 평10-66953호에는 백금담지 촉매 허니콤체가 보호관 내부에 2단으로 배치되고 그의 전단에 각각 봉형상의 백금담지히터가 배치된 구조를 개시하고 있다.The conventional deodorizing device of the above-described structure is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-39702 in which the heater structure is formed in a “U” shape, and forms a conical coil shape that converges continuously from the upstream to the downstream. The structure is disclosed in Korean Patent No. 499725, and the structure with a coil heater is disclosed in Korean Patent No. 775907. Further, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-66953 has a platinum-supported catalyst honeycomb body inside a protective tube. Disclosed is a structure in which two stages are disposed in a rod, and a rod-shaped platinum-supported heater is disposed at each front end thereof.
그러나, 이와 같이 히터가, 촉매가 코팅된 담체의 전단에 배치되어 있는 경우 담체의 후단은 촉매활성온도에 도달하지 못하여 효과적인 탈취가 이루어지지 못하는 문제가 있으며, 만약 담체의 후단이 충분한 촉매활성온도에 도달할 정도로 히터를 가열하는 경우 불필요한 전력소비가 증가하는 문제가 발생할 수 있다.However, when the heater is disposed at the front end of the catalyst-coated carrier, the rear end of the carrier does not reach the catalytic activity temperature, and thus effective deodorization is not achieved. When the heater is heated enough to reach, an unnecessary power consumption may increase.
한편, 직접가열방식의 탈취장치로는 한국 공개특허공보 제2003-86085호에 금속 촉매가 코팅된 나선형 판의 중앙에 히터가 배치된 구조가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 담체 구조는 배기가스가 접촉하는 표면적이 허니콤 담체 구조에 비하여 상대적으로 적은 문제점이 있다.On the other hand, as a direct heating deodorizing device is disclosed a structure in which a heater is disposed in the center of the spiral plate coated with a metal catalyst in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-86085. However, such a carrier structure has a problem that the surface area in which the exhaust gas contacts is relatively smaller than that of the honeycomb carrier structure.
상기한 바와 같이, 허니콤 구조의 촉매담체에 간접가열방식의 히터를 사용하는 탈취장치는 촉매가 코팅된 표면적이 크고 유입되는 배기가스를 미리 가열할 수 있다는 장점이 있으나, 유속이 빠를 경우 촉매와의 접촉시간이 충분하지 못하여 산화(분해)되지 않거나 에너지 효율이 떨어지는 문제가 있고, 나선형 판 또는 부분 개방부가 있는 디스크형 담체에 직접가열방식의 히터를 사용한 탈취장치는 구조가 간단하고 통기저항이 낮은 대신에 촉매가 코팅된 담체의 표면적이 작고 유입되는 배기가스를 미리 가열할 수 없는 단점이 있다.As described above, the deodorizing apparatus using the heater of the indirect heating method for the catalyst carrier of the honeycomb structure has the advantage that the surface coated with the catalyst is large and the preheated exhaust gas can be preheated. There is a problem of not being oxidized (decomposed) or low in energy efficiency due to insufficient contact time. The deodorizing device using a direct heating heater on a disk-shaped carrier having a spiral plate or a partial opening has a simple structure and low aeration resistance. Instead, there are disadvantages in that the surface area of the catalyst coated carrier is small and the incoming exhaust gas cannot be preheated.
이런 점을 고려하여 본 출원인은 선출원된 특허출원 제2007-94639호(2007. 9. 18)를 통하여 직접가열방식의 탈취장치로서 내부에 배기가스가 통과하는 유로를 가지는 원통형 하우징 내부에 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀 구조를 갖는 허니콤 담체가 배치되고, 그의 중앙부에 봉형상의 히터가 배치된 구조를 제안한바 있다. In consideration of this point, the present applicant is a direct heating deodorizer through patent application No. 2007-94639 (September 18, 2007) which is a catalyst on the surface of a cylindrical housing having a flow path through which exhaust gas passes. It has been proposed a honeycomb carrier having a plurality of hollow cell structures coated with a coating, and a rod-shaped heater disposed at the center thereof.
그러나, 상기한 선출원된 탈취장치는 촉매가 코팅된 담체의 표면적이 큰 이점은 있으나, 히터가 담체의 중앙부에 배치되어 있기 때문에 담체의 주변부로 향할수록 촉매활성온도에 도달하지 못하여 효과적인 탈취가 이루어지지 못하며, 만약 담체의 주변부가 충분한 촉매활성온도에 도달할 정도로 히터를 가열하는 경우 불필요한 전력소비가 증가하는 문제가 발생할 수 있다.However, the above-described deodorizing device has a large surface area of the catalyst-coated carrier, but since the heater is disposed at the center of the carrier, the deodorizing device does not reach the catalytic activity temperature toward the periphery of the carrier, so that effective deodorization is not achieved. If the heater is heated to such a degree that the periphery of the carrier reaches a sufficient catalytic activity temperature, unnecessary power consumption may increase.
따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 유기물의 분해 처리시에 발생하는 악취를 포함한 배기가스를 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀을 통과시켜 제거할 때 직접가열방식과 간접가열방식을 혼합하여 셀의 모든 부분을 균일하게 촉매활성온도로 가열시킴에 의해 촉매와의 효과적인 반응을 통해 탈취 반응 효율을 높일 수 있는 하이브리드형 히터를 구비한 음식물 처리장치용 탈취장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and its object is to directly remove exhaust gas containing odor generated during decomposition of organic matter through a plurality of hollow cells coated with a catalyst. Deodorizer for food processing equipment equipped with hybrid heater that can increase deodorization reaction efficiency through effective reaction with catalyst by heating all parts of cell uniformly by mixing heating method and indirect heating method. To provide.
본 발명의 다른 목적은 스파이럴형 히터부재의 크기와 배치를 적절하게 설정하여 하우징 내부에 배치함에 의해 히터부재로부터 발생되는 열을 배기가스에 효과적으로 열전달이 이루어질 수 있는 유로를 구현하여 탈취효율을 높이고 전력소모의 최적화를 도모할 수 있는 하이브리드형 히터를 구비한 음식물 처리장치용 탈취장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to increase the deodorization efficiency and power by implementing a flow path that can effectively heat the heat generated from the heater member to the exhaust gas by placing the inside of the housing by setting the size and arrangement of the spiral heater member properly The present invention provides a deodorizing apparatus for a food processing apparatus having a hybrid heater capable of optimizing consumption.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 악취를 포함하는 배기가스가 도입되는 도입관과 악취가 제거된 배기가스를 배출하는 배기관이 각각 양측단 근처의 입구 및 출구에 연결되고, 양측단부에 양측단부를 실링하기 위한 하부캡 및 상부캡을 구비하며 내부에 악취를 포함하는 배기가스가 통과하는 탈취실을 가지는 하우징과, 상기 탈취실의 입구측에 배치되며 탈취실로 도입된 배기가스를 가열하기 위해 미리 설정된 직경을 갖는 스파이럴 형상부와 상기 스파이럴 형상부의 중앙으로부터 축방향을 따라 선형상으로 연장된 직선부가 일체로 형성되며, 일측단부가 하우징의 하부캡 외측으로 연장되고 타측단부가 하우징의 상부캡 외측으로 연장되는 히터와, 상기 히터의 후단에 간격을 두고 배치되며 중앙부에 상기 히터의 직선부가 삽입 고정되어 히터의 열전달이 이루어지고 그의 외주에 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중 공형 셀이 길이방향으로 형성된 구조를 갖고 각 셀을 통과하는 배기가스의 악취를 제거하기 위한 촉매 담체를 포함하는 음식물 처리장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is connected to the inlet and the outlet near the both ends, the inlet pipe to which the exhaust gas containing the odor is introduced and the exhaust pipe for exhausting the odor is removed, respectively A housing having a deodorization chamber through which exhaust gas containing malodor passes through, and a lower cap and an upper cap for sealing an end portion, and for heating exhaust gas disposed at an inlet side of the deodorization chamber and introduced into the deodorization chamber. A spiral shape having a predetermined diameter and a straight portion extending linearly along the axial direction from the center of the spiral shape are integrally formed, one end of which extends outside the lower cap of the housing, and the other end of the housing is outside the upper cap of the housing. A heater extending at a distance from the rear end of the heater, and a straight portion of the heater is inserted and fixed to a center portion of the heater Is a food treatment apparatus comprising a catalyst carrier for removing the odor of the exhaust gas passing through each cell has a structure in which a plurality of hollow cells are formed in the longitudinal direction of the heat transfer and the catalyst coated on the surface on the outer periphery thereof; to provide.
상기 히터는 하우징의 하부캡 및 상부캡 외부로 연장된 일측단부 및 타측단부에 각각 전원단자가 형성된 시즈 히터 또는 상기 하우징의 하부캡 외부로 연장된 일측단부에 한쌍의 전원단자가 배치된 카트리지 히터로 이루어지는 것이 바람직하다.The heater may be a sheath heater having a power terminal formed at one end and the other end extending out of the lower cap and the upper cap of the housing, or a cartridge heater having a pair of power terminals disposed at one end extending out of the lower cap of the housing. It is preferable to make.
또한, 상기 히터의 스파이럴 형상부는 그의 내경이 입구의 내경과 동일하거나 40% 작은 범위로 설정되고, 스파이럴 형상부의 외경은 하우징의 내경 보다 작고 1/2보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the spiral shape of the heater is set in the range whose inner diameter is equal to or smaller than the inner diameter of the inlet, and the outer diameter of the spiral shape is set smaller than the inner diameter of the housing and larger than 1/2.
또한, 상기 히터의 스파이럴 형상부와 하우징의 입구 사이 및 촉매 담체와 하우징의 출구 사이는 각각 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the space between the spiral shape of the heater and the inlet of the housing and the outlet of the catalyst carrier and the housing are respectively spaced apart.
상기 하우징은 연직방향으로 설치되고 입구가 하측에 배치되는 것이 바람직하다.The housing is preferably installed in the vertical direction and the inlet is disposed below.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 직접가열방식과 간접가열방식을 혼합한 하이브리드형 히터를 사용하여 촉매 담체의 전 영역을 균일하게 촉매활성온도로 가열함에 의해 악취를 포함한 배기가스가 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀을 통과할 때 촉매와의 효과적인 반응을 통해 탈취 반응 효율을 높일 수 있다.As described above, in the present invention, by using a hybrid heater in which the direct heating method and the indirect heating method are mixed, the entire area of the catalyst carrier is uniformly heated to the catalytically active temperature so that the exhaust gas including the odor is coated with a plurality of catalysts. When passing through the hollow cell, the effective reaction with the catalyst can increase the deodorization reaction efficiency.
또한, 본 발명에서는 스파이럴형 히터부재의 크기를 적절하게 설정하여 하우징 내부에 배치함에 의해 히터부재로부터 발생되는 열을 배기가스에 효과적으로 열 전달이 이루어질 수 있는 유로를 구현하여 탈취효율을 높이고 전력소모의 최적화를 도모할 수 있다.In addition, in the present invention by setting the size of the spiral heater member appropriately placed inside the housing to implement a flow path that can effectively transfer the heat generated from the heater member to the exhaust gas to increase the deodorization efficiency and power consumption Optimization can be achieved.
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음식물 처리장치용 탈취장치의 내부 구조를 나타낸 구성도, 도 3a 및 도 3b는 각각 도 2의 X-X'선 단면도, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음식물 처리장치용 탈취장치의 내부 구조를 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing the internal structure of the deodorizing device for a food processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, Figures 3a and 3b is a cross-sectional view taken along line X-X 'of Figure 2, Figure 4 Figure 2 is a block diagram showing the internal structure of the deodorizing device for food processing apparatus according to the second embodiment of the.
먼저, 도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 음식물 처리장치용 탈취장치(3)는 악취를 포함하는 배기가스가 도입되는 도입관(22)과 악취가 제거된 배기가스를 배출하는 배기관(24)이 각각 양측단 근처의 입구(35) 및 출구(36)에 연결되고, 양측단부에 양측단부를 실링하기 위한 하부캡(34) 및 상부캡(33)을 구비하며 내부에 악취를 포함하는 배기가스가 통과하는 탈취실(31)을 가지는 하우징(30)과, 상기 탈취실(31)의 입구측에 배치되며 탈취실(31)로 도입된 배기가스를 가열하기 위해 미리 설정된 직경을 갖는 스파이럴 형상부(37a)와 상기 스파이럴 형상부(37a)의 중앙으로부터 축방향을 따라 선형상으로 연장된 직선부(37b)가 일체로 형성되며, 전원이 인가되는 일측 전원단자(37c)가 하우징(30)의 하단부 외측으로 연장되고 타측 전원단자부(37d)가 하우징(30)의 상단부 외측으로 연장되는 히터(37)와, 상기 히터(37)의 후단에 배치되며 중앙부에 상기 히터(37)의 직선부(37b)가 삽입되 어 있고 그의 외주에 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀(40,42)이 길이방향으로 형성된 허니콤(honey comb) 구조를 갖는 촉매 담체(38)를 구비하고 있다.First, the
상기 하우징(30)은 그 내부에 히터(37)와 담체(38)가 내장되는 원통부(32)와, 상기 원통부(32)의 하단에 설치되어 원통부(32) 상단을 실링하는 상부캡(33)과, 상기 원통부의 상단에 설치되어 원통부(32) 하단을 실링하는 하부캡(34)을 포함한다.The
원통부(32)는 상,하부가 관통된 원통체로 이루어지며, 내부에는 히터(37)와 담체(38)가 설정된 위치에 내장된다.The cylindrical portion 32 is formed of a cylindrical body through which the upper and lower portions penetrate, and the
상부캡(33)과 하부캡(34)은 그 중앙부가 상기 원통부(32)의 상,하단에 삽입되는 직경으로 돌출형성된 원판으로 이루어지며, 정중앙에 히터(37)가 고정되는 고정공(33a,34a)이 형성된다. 이러한 상부캡(33)과 하부캡(34)은 원통부(32)의 상하부에 각각 삽입 설치되어 원통부(32)를 실링하며, 또한 히터(37)의 양단부를 고정하는 역할을 한다.The
여기서, 탈취장치(3)는 음식물처리장치에서 연직방향으로 설치되어, 상기 입구(35)는 하부캡(34) 상측의 원통부(32)에 연결되고, 출구(36)는 상부캡(33) 하측의 원통부(32)에 연결되어 촉매담체(38)가 히터(37)의 상측에 위치되는 것이 바람직하다. 그 이유는 결로현상으로 인하여 촉매담체(38)가 젖는것을 방지함과 동시에 배기가스가 하우징(30)의 내부로 유입되어 배출되는 동안 그 흐름이 와류되도록 하여서 히터(37)와 담체(38)에 머무르는 시간이 길어져 탈취가 완벽하게 이루어지게 하기 위함이다.Here, the
일반적으로 상기 탈취장치(3)는 입구(35) 또는 출구(36)와 연결된 배기라인에 설치된 블로워 또는 다른 적절한 공기 흡입/배출 장치에 의해 배기가스가 탈취장치를 통하여 흐르도록 설계되어 있다.In general, the
도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따르면 상기 히터(37)는 일측 전원단자(37c)가 하부캡(34)을 관통하여 외부로 연장되고, 타측 전원단자(37d)가 상부캡(33)을 관통하여 하우징(30) 외부로 연장된 시즈(sheath)히터를 사용한다.According to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the
따라서, 히터(37)에 대한 전원공급은 일측 전원단자(37c)와 타측 전원단자(37d) 사이에 인가된다.Therefore, the power supply to the
상기 시즈(sheath)히터는 각종 시즈(sheath)의 중심에 필라멘트를 넣고 그 사이에 고온 절연도가 높고 열전도가 양호한 고순도의 마그네슘 분말이나 산화 알루미늄 분말을 집어 넣은후 시즈(sheath) 외경을 고압으로 압축하여 일체화 하므로 내부 전열선과 시즈(sheath)와의 온도차를 충분히 낮추며 산화에 의한 전열선의 노화나 충격에 의한 단선 및 전열선이 편심될 염려가 없는 장점을 가진다. 또한, 도 2에 도시된 시즈히터는 필라멘트의 양단부가 일측 및 타측 전원단자(37c,37d)에 각각 연결된 구조를 가지므로 제조단가가 저렴하며 내구수명이 우수한 장점을 가진다.The sheath heater puts a filament at the center of various sheaths and inserts high purity magnesium powder or aluminum oxide powder having high thermal insulation and good thermal conductivity therebetween, and compresses the sheath outer diameter to a high pressure. Since it is integrated, the temperature difference between the inner heating wire and the sheath is sufficiently lowered, and there is no fear of disconnection and heating wire due to aging or shock of the heating wire by oxidation. In addition, the sheath heater shown in FIG. 2 has a structure in which both ends of the filament are connected to one side and the
여기서 히터(37) 전원단자, 즉 일측 및 타측 전원단자(37c,37d)는 보통 나사단자를 사용하나 그 외에도 도 2와 같이 평단자 또는 러그단자(Lug terminal)를 사용할 수 있다. Here, the
도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 히터(37')는 스파이럴 형상 부(37a)와 직선부(37b)의 구조가 제1 실시예와 동일하나, 전열선과 연결된 한쌍의 전원단자(37c,37d)가 일측에 배치된 편단자 형태의 카트리지(cartridge)히터를 사용한다.The
상기 제2 실시예의 히터(37')는 스파이럴 형상부(37a)의 일단이 하부캡(34)을 관통하여 연장되고, 직선부(37b)의 일단이 상부캡(33)을 관통하여 외부로 연장된 구조를 가진다.In the
상기한 카트리지히터는 전열선이 고순도 마그네슘 코아 표면에 자동권선기에 의해 정밀한 간격으로 권선되며, 코아 표면에 권선된 전열선은 금속튜브의 정중앙에 고열용 전기 절연체인 고순도 산화마그네슘에 의해 정교하게 충진되고 고압력 압축기에 의해 금속튜브에 압축되어 일체로 제작된다. In the cartridge heater, the heating wire is wound at precise intervals by an automatic winding machine on the surface of the high purity magnesium core, and the heating wire wound on the core surface is precisely filled by high purity magnesium oxide, which is an electrical insulator for high temperature, in the center of the metal tube and is a high pressure compressor. It is compressed into the metal tube by the body and manufactured integrally.
따라서, 상기 카트리지(cartridge)히터는 최소면적에 최대 열량을 주입하여 최소의 공간에 필요한 열을 공급할 수 있는 장점이 있다. Therefore, the cartridge heater has an advantage of supplying heat required in a minimum space by injecting a maximum amount of heat into a minimum area.
본 발명의 제1 및 제2 실시예에 사용되는 히터(37,37')의 스파이럴 형상부(37a)는 그의 내경(D1)이 입구(35)의 내경(D2)과 동일하거나 40% 작은 범위로 설정될 수 있고, 스파이럴 형상부(37a)의 외경(D3)은 하우징(30)의 내경(D4) 보다 작고 1/2보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.The
즉, 히터(37,37')의 스파이럴 형상부(37a)의 내경(D1)이 입구(35)의 내경(D2)보다 작게 설정되어야 하우징(30)의 입구(35)로 유입된 배기가스의 흐름이 화살표로 표시한 바와 같이 스파이럴 형상부(37a)의 내부를 통과하는 흐름(A1)과 외부를 통과하는 흐름(A2)으로 분류될 수 있게 되며, 또한 스파이럴 형상부(37a)의 내경(D1)이 입구(35)의 내경(D2)보다 40% 미만으로 작게 설정되는 경우 스파이럴 형상부(37a)에 발생되는 열량이 작아지게 되어 촉매 담체를 촉매활성온도로 가열하는 데 따른 전력소모의 최적화를 도모할 수 없게 된다.That is, the inner diameter D1 of the spiral shaped
또한, 스파이럴 형상부(37a)의 외경(D3)은 하우징(30)의 내경(D4) 보다 작게 설정되어야 스파이럴 형상부(37a)에 의해 배기가스의 분류가 이루어질 수 있게 되며, 적어도 하우징(30) 내경(D4)의 1/2보다 크게 설정되어야 촉매 담체를 촉매활성온도로 가열하는 데 따른 전력소모의 최적화를 도모할 수 있게 된다.In addition, the outer diameter D3 of the spiral shaped
이와 같이 히터(37,37')의 스파이럴 형상부(37a)의 크기를 설정하는 것은 히터(37)에 전원이 공급될 때 스파이럴 형상부(37a)에서 발열되는 열이 내측뿐 아니라 외측으로도 발산되기 때문에 이를 효과적으로 배기가스 및 촉매 담체(38)를 가열하는데 활용하기 위한 것이다.Setting the size of the spiral shaped
즉, 스파이럴 형상부(37a)의 외경(D3)을 하우징(30)의 내경(D4) 보다 작게 설정하면, 하우징(30)의 입구(35)로 유입된 배기가스의 흐름이 화살표로 표시한 바와 같이 스파이럴 형상부(37a)의 내부를 통과하는 흐름(A1)과 외부를 통과하는 흐름(A2)으로 분류되어, 각각 스파이럴 형상부(37a)의 내측 및 외측으로 발산되는 열과 효과적인 열전달이 이루어지게 된다.That is, when the outer diameter D3 of the spiral shaped
더욱이, 상기 히터(37,37')의 스파이럴 형상부(37a)는 하우징(30)의 입구(35)와 촉매 담체(38)와 각각 간격을 두고 배치되며, 촉매 담체(38)와 하우징(30)의 출구(36) 사이에도 미리 설정된 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하다. Further, the
이러한 간격의 설정은 히터(37,37')의 스파이럴 형상부(37a)를 간접 가열방 식으로 활용하는 것으로, 하우징(30)의 단면적이 좁은 입구(35)를 통하여 단면적이 넓은 탈취실(31)로 도입된 배기가스가 확산되면서 스파이럴 형상부(37a)에 의해 자연스럽게 분류가 이루어질 수 있게 하며, 그후 스파이럴 형상부(37a)의 내부를 통과하면서 열교환된 고온의 배기가스가 다시 확산되면서 촉매 담체(38)의 주변부로도 흐르도록 유도하여 배기가스가 촉매 담체(38)로 진입하기 전에 미리 고르게 가열되도록 하며, 또한 촉매 담체(38)의 주변부를 통과한 배기가스가 출구측에 머무르면서 중앙부를 통과한 상대적으로 고온의 배기가스와 혼합되면서 출구측의 온도를 끌어 올리는 역할을 하게 된다.The spacing is set by utilizing the
한편, 상기 촉매 담체(38)는 도 3a에 도시된 바와 같이 예를 들어, 20~100㎛ 두께를 갖는 FeCrAl계 내열성 합금 박판에 촉매금속으로서 백금, 코발트, 니켈, 팔라듐 또는 나노 실버를 코팅한 재료를 사용하며, 평판(38c)에 코로게이션 처리된 파판(38b)이 접촉하는 접촉부마다 융접이 이루어진 것을 권선하여 원통형 케이스(38a)에 내장한 허니콤 구조를 이루고 있다. On the other hand, the
상기 촉매 담체(38)는 촉매금속의 종류에 따라 예를 들어 200~600℃로 촉매활성온도가 설정된다.The
이 경우 촉매 담체(38)는 평판(38c)과 파판(38b)에 의해 다수의 셀(40)이 길이방향으로 형성되며, 그의 중앙부에는 히터(37,37')의 스파이럴 형상부(37a)로부터 선형상으로 연장된 직선부(37b)가 삽입되는 관통구멍(38d)이 형성되어 있다. 상기 촉매 담체(38)의 셀(40)은 파판(38b)의 형상에 따라 반구형 또는 삼각형으로 이루어질 수 있다.In this case, the
상기 FeCrAl계 합금 재료로는 Fe-15Cr-5Al 비율로 합성된 페칼로이 합금 또는 Fe-20Cr-5Al-REM(희토류 금속)(여기서, REM(Y, Hf, Zr) 1% 정도 포함)을 사용하는 것이 바람직하다.As the FeCrAl-based alloy material, a Fecaloy alloy or Fe-20Cr-5Al-REM (rare earth metal) synthesized at a ratio of Fe-15Cr-5Al is used, including about 1% of REM (Y, Hf, Zr). It is preferable.
또한, 상기 촉매 담체(38)는 다른 허니콤 구조로서 도 3b에 도시된 바와 같이 세라믹으로 이루어진 다수의 중공형 셀(42)이 사각형 또는 원형으로 이루어지며, 그의 표면에 촉매층이 코팅된 담체(380b)를 원통형 케이스(380a)에 내장되고, 중앙부에 히터의 직선부(37b)가 삽입되는 관통구멍이 형성된 구조를 사용할 수 있다. In addition, the
더욱이, 상기 허니콤 형상의 촉매 담체(38)는 도 3a의 실시예와 같이 금속체를 사용하여 제작될 수 도 있다.In addition, the honeycomb-shaped
상기와 같이 구성된 본 발명의 탈취장치(3)에서는 음식물 처리조에서 발생된 악취를 포함하는 배기가스가 배기통로(파이프 또는 덕트)를 통하여 탈취장치(3)의 입구(35)로 도입되면, 일부의 배기가스는 탈취실(31) 내부에서 스파이럴 형상부(37a)의 내부를 통과하는 흐름(A1)과 외부를 통과하는 흐름(A2)으로 분류되어, 스파이럴 형상부(37a)의 내측 및 외측으로 발산되는 열과 효과적인 열전달(열교환)이 이루어지면서 촉매 담체(38)의 다수의 중공형 셀(40,42)을 통과하게 된다.In the
상기 촉매 담체(38)는 중앙부가 히터(37,37')의 직선부(37b)에 의해 가열되고 주변부가 스파이럴 형상부(37a)에서 가열된 배기가스가 통과하면서 촉매 담체(38) 전체가 균일하게 촉매활성온도로 가열이 이루어지게 된다. 이 경우 촉매 담체(38)는 히터(37,37')의 스파이럴 형상부(37a)에 의한 간접 가열에 의해 스파이럴 형상부(37a)를 통과하면서 열교환된 배기가스가 확산되어 촉매 담체(38)의 주변부는 물론 히터(37,37')의 직선부(37b)에 의한 직접 가열에 의해 촉매 담체(38)의 후방까지 열전달이 빠르게 진행되어 간접 가열 단독 또는 직접 가열 단독일 때보다 최소한의 전력을 사용하여 효과적으로 촉매 담체(38) 전체를 가열하게 된다.The
따라서, 본 발명의 촉매 담체(38)는 중앙부와 주변부, 전단부와 후단부가 큰 온도차이가 발생되지 않고 촉매활성온도를 유지하게 되어, 그 결과 촉매 담체(38)의 다수의 중공형 셀(40,42)을 통과하는 배기가스는 셀의 표면에 코팅된 촉매와 산화 반응하여 악취가 제거된 배기가스가 출구(36)를 통하여 배출되게 된다.Accordingly, the
<탈취성능 시험>Deodorization test
상기한 본 발명에 따른 탈취장치의 탈취 성능을 알아보기 위하여 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같은 허니콤 구조의 금속 담체에 백금(Pt)을 촉매로 사용하여 코팅하고, 간접가열과 직접가열의 하이브리드 방식의 히터를 채용한 본 발명의 실시예를 준비하여 400g의 음식물 시료를 사용하여 악취를 악취측정기로 OMX-SR(SHINYEI사 제작)를 사용하여 측정한 결과 0~2 정도의 레벨이 측정되었고, 촉매가 활성화된 이후에는 “0”레벨로 측정되었다. 즉, 배기가스로부터 실질적인 악취가 검출되지 않았다.In order to find out the deodorizing performance of the deodorizing device according to the present invention, the coating on the metal carrier of the honeycomb structure as shown in Figure 2 and 3a using a catalyst (Pt) as a catalyst, the indirect heating and direct heating Prepared an embodiment of the present invention employing a hybrid type heater using a 400g food sample to measure the odor using OMX-SR (manufactured by Shinyei Co., Ltd.) as a odor meter, the level of about 0 ~ 2 was measured After the catalyst was activated, it was measured at the "0" level. That is, no substantial odor was detected from the exhaust gas.
도 1에 도시된 바와 같이 허니콤 구조의 금속 담체에 백금(Pt)을 촉매로 사용하여 코팅하고, 근접 가열 시즈 히터를 채용한 비교예 1을 준비한 후, 상기 실시예와 동일한 조건으로 악취를 측정한 결과 60~120 범위의 레벨이 측정되었다.As shown in FIG. 1, after coating a honeycomb structured metal carrier using platinum (Pt) as a catalyst and preparing Comparative Example 1 employing a proximity heating sheath heater, odor was measured under the same conditions as in the above example. As a result, levels ranging from 60 to 120 were measured.
또한, 스파이럴 형상의 금속판에 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 촉매로 사용하여 코팅하고, 중앙삽입 카트리지 히터를 채용한 비교예 2를 준비한 후, 상기 실시예와 동일한 조건으로 악취를 측정한 결과 7~8 범위의 레벨이 측정되었다.In addition, after coating a spiral-shaped metal plate using platinum (Pt) and palladium (Pd) as a catalyst and preparing Comparative Example 2 employing a central insertion cartridge heater, the odor was measured under the same conditions as in the above example. Levels in the 7-8 range were measured.
상기한 탈취성능 시험 결과 본 발명에 따른 탈취장치는 종래기술에 따른 비교예 1 및 2와 비교할 때 매우 뛰어난 것을 알 수 있다. As a result of the deodorizing performance test, it can be seen that the deodorizing device according to the present invention is very excellent compared with Comparative Examples 1 and 2 according to the prior art.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 직접가열방식과 간접가열방식을 혼합한 하이브리드형 히터(37,37')를 사용하여 허니콤 구조의 촉매 담체(38)의 전 영역을 균일하게 촉매활성온도로 가열함에 의해 악취를 포함한 배기가스가 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀을 통과할 때 촉매와의 효과적인 반응을 통해 완벽한 탈취가 이루어진다.As described above, in the present invention, the
또한, 본 발명에서는 히터(37,37')의 스파이럴 형상부(37a) 크기를 적절하게 설정하여 하우징(30) 내부에 배치함에 의해 히터로부터 발생되는 열을 배기가스에 효과적으로 열전달이 이루어질 수 있는 유로를 구현하여 탈취효율을 높이고 전력소모의 최적화를 도모할 수 있게 되었다.In addition, in the present invention, by setting the
본 발명은 음식물 쓰레기와 같은 유기물의 처리시에 발생되는 악취를 포함하는 배기가스로부터 악취를 제거하는 탈취장치로서, 직접가열방식과 간접가열방식을 혼합한 하이브리드형 히터를 사용하여 배기가스와 촉매 담체를 균일하게 가열함에 의해 탈취 효율의 향상과 전력소모량의 최적화를 도모할 수 있다. The present invention is a deodorizing device for removing odor from the exhaust gas containing odor generated during the processing of organic matter such as food waste, exhaust gas and catalyst carrier using a hybrid heater in which the direct heating method and the indirect heating method is mixed By uniform heating, the deodorization efficiency can be improved and the power consumption can be optimized.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible by those who have the same.
도 1은 종래의 음식물 쓰레기 처리기용 탈취장치를 나타낸 개략 단면도,1 is a schematic cross-sectional view showing a deodorizing device for a conventional food waste disposal device,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음식물 처리장치용 탈취장치의 내부 구조를 나타낸 구성도,Figure 2 is a block diagram showing the internal structure of the deodorizing device for food processing apparatus according to the first embodiment of the present invention,
도 3a 및 도 3b는 각각 도 2의 X-X'선 단면도,3A and 3B are cross-sectional views taken along line X-X 'of FIG. 2, respectively.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 음식물 처리장치용 탈취장치의 내부 구조를 나타낸 구성도이다.Figure 4 is a block diagram showing the internal structure of the deodorizing device for food processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *
3: 탈취장치 22: 도입관3: deodorizer 22: introduction tube
24: 배기관 30: 하우징24: exhaust pipe 30: housing
31: 탈취실 32: 원통부31: deodorization room 32: cylindrical part
33: 상부캡 34: 하부캡33: upper cap 34: lower cap
35: 입구 36: 출구35: entrance 36: exit
37,37': 히터 37a: 스파이럴 형상부37,37 ':
37b: 직선부 37c: 전원단자37b:
37d: 전원단자 38: 촉매 담체37d: power supply terminal 38: catalyst carrier
38a,380a: 케이스 38b: 파판38a, 380a:
38c: 평판 38d: 관통구멍38c:
380b: 담체380b: carrier
Claims (6)
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2008
- 2008-05-30 KR KR1020080051107A patent/KR100998248B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102502128B1 (en) * | 2022-02-08 | 2023-02-23 | 우대석 | Exhaust structure of household food waste treatment apparatus |
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